Forum

Hallo,

nach langem Rätseln frage ich nun mal in einem Forum nach..
Wie kann man ein Not-Gate mittels eines Transistors bauen?
Also wenn bei der Steuerspannung kein Signal kommt, soll der Transistor irgendwie durchsteuern. Ich habe schon dutzende Schlatpläne betrachtet, diese verstehe ich auch halbwegs. Nur ist mir die Funktionweise noch nicht so ganz klar Anbei ist ein Schaltplan für eine Alarmanlage. Wenn der Schalter offen ist,dann soll angeblich Strom fließen. Ich verstehe noch nicht die Herangehensweise.

Vielen Dank an alle ExpertINen im Vorraus!

» Wenn der
» Schalter offen ist,dann soll angeblich Strom fließen.

Wenn die Alarmschleife offen also unterbrochen ist dann.....

Kennst du schon die Funktion eines Transistors? Was passiert bei T2 wenn die Alarmschleife offen ist?

Welche Spannung wird beim Kollektor T2 entstehen wenn du dir T2 wegdenkst?

» » Wenn der
» » Schalter offen ist,dann soll angeblich Strom fließen.
»
» Wenn die Alarmschleife offen also unterbrochen ist dann.....
»
» Kennst du schon die Funktion eines Transistors? Was passiert bei T2 wenn
» die Alarmschleife offen ist?
»
» Welche Spannung wird beim Kollektor T2 entstehen wenn du dir T2 wegdenkst?


Achso, das habe vergessen zu erwähnen..T2 ist ein Taster, mit dem der Alarm wieder ausgestellt werden kann.

Beim Kollektor kommt doch der Emitter-Kollektor-Strom raus, der vom Basisstrom gesteuert wird, oder?

Ich verstehe nur nicht, warum irgendwie die LED, also der Alarm, überhaupt aufhören sollte zu leuchten.

» » » Wenn der
» » » Schalter offen ist,dann soll angeblich Strom fließen.
» »
» » Wenn die Alarmschleife offen also unterbrochen ist dann.....
» »
» » Kennst du schon die Funktion eines Transistors? Was passiert bei T2 wenn
» » die Alarmschleife offen ist?
» »
» » Welche Spannung wird beim Kollektor T2 entstehen wenn du dir T2
» wegdenkst?
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» Achso, das habe vergessen zu erwähnen..T2 ist ein Taster, mit dem der Alarm
» wieder ausgestellt werden kann.
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» Beim Kollektor kommt doch der Emitter-Kollektor-Strom raus, der vom
» Basisstrom gesteuert wird, oder?
»
» Ich verstehe nur nicht, warum irgendwie die LED, also der Alarm, überhaupt
» aufhören sollte zu leuchten.

Lösche mal geistig T2 komplett und überlege welche Spannungen am T1 an den 3 Anschlüssen anliegen. Wann ein Transistor durchschaltet hast schon gelernt?

» » » » Wenn der
» » » » Schalter offen ist,dann soll angeblich Strom fließen.
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» » » Wenn die Alarmschleife offen also unterbrochen ist dann.....
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» » » Kennst du schon die Funktion eines Transistors? Was passiert bei T2
» wenn
» » » die Alarmschleife offen ist?
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» » » Welche Spannung wird beim Kollektor T2 entstehen wenn du dir T2
» » wegdenkst?
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» » Achso, das habe vergessen zu erwähnen..T2 ist ein Taster, mit dem der
» Alarm
» » wieder ausgestellt werden kann.
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» » Beim Kollektor kommt doch der Emitter-Kollektor-Strom raus, der vom
» » Basisstrom gesteuert wird, oder?
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» » Ich verstehe nur nicht, warum irgendwie die LED, also der Alarm,
» überhaupt
» » aufhören sollte zu leuchten.
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» Lösche mal geistig T2 komplett und überlege welche Spannungen am T1 an den
» 3 Anschlüssen anliegen. Wann ein Transistor durchschaltet hast schon
» gelernt?

Ja, das habe ich soweit gelernt (glaube ich): Also bei einem npn-Transistor muss die Basis mit positiver Spannung versorgt werden, damit ein Kollektorstrom entstehen kann.

Nun zur Spannung: Also ich vermute nach den Kirchhoffschen Gesetzen, dass beim Widerstand R1 und bei der LED Spannung abfällt. Somit dürften am Kollektor 9V-U1-U_D1 Volt anliegen. Beim Emitter dagegen sind 9V. Die Basis bekommt wegen dem Widerstand R2 eine Spannung von 9V-U2 ab. Richtig?

» ..... Beim Emitter dagegen sind 9V. Die Basis

Der Emitter liegt auf Masse.
Vielleicht hilft dir mal die Spannungen einzutragen.

Wann leuchtet die LED nun?
Die leuchtet nur wenn durch sie ein Strom fließt also muss du dir überlegen wie der Strom fließen könnte.

Von der Batt über R1 und die LED aber dann wohin? Da gibt es keinen Weg mehr dass so viel Strom fließt dass die LED leuchtet.

Also wird die LED nur leuchten wenn T1 durchschaltet.
T1 schaltet durch wenn die Basis von T1 ........
Kennst du den Transistor als Schalter schon?

Wenn du die Bedingungen geklärt hast warum und wann T1 durchschaltet dann überlege was passiert wenn T2 durchschaltet und warum T2 durchschaltet.
Die Frage ist dann warum verhindert T2 dass T1 dauernd durchschaltet.

Den Taster S1 kannst vorerst mal vergessen.

» » ..... Beim Emitter dagegen sind 9V. Die Basis
»
» Der Emitter liegt auf Masse.
» Vielleicht hilft dir mal die Spannungen einzutragen.
»
» Wann leuchtet die LED nun?
» Die leuchtet nur wenn durch sie ein Strom fließt also muss du dir überlegen
» wie der Strom fließen könnte.
»
» Von der Batt über R1 und die LED aber dann wohin? Da gibt es keinen Weg
» mehr dass so viel Strom fließt dass die LED leuchtet.
»
» Also wird die LED nur leuchten wenn T1 durchschaltet.
» T1 schaltet durch wenn die Basis von T1 ........
» Kennst du den Transistor als Schalter schon?
»
» Wenn du die Bedingungen geklärt hast warum und wann T1 durchschaltet dann
» überlege was passiert wenn T2 durchschaltet und warum T2 durchschaltet.
» Die Frage ist dann warum verhindert T2 dass T1 dauernd durchschaltet.
»
» Den Taster S1 kannst vorerst mal vergessen.

Ja, die LED kann nur funktionieren, wenn sie auch mit dem Minuspol angeschlossen ist. Dies ist nur möglich, wenn die Basis von T1 positiven Strom bekommt, da nur dann der Kollektor-Emitterstrom durchgelassen wird. Ist es soweit in Ordnung?
Aber da stellt sich mir ein Problem. Die Basis von T1 ist doch über den Widerstand R2 dauerhaft angeschlossen...das würde doch bedeuten, dass der Transistor dauerhaft durchschaltet, was ja nicht sein darf.
T2 kann erst durch schalten, wenn T1 durchschaltet, also immer (?), es sei denn die Alarmschleife ist unterbrochen. Aber welchen Nutzen ziehe ich daraus? Also was bringt mir dieser T2?

» Also was bringt mir dieser T2?

Hallo,
es ist in vielen Fällen Wünschenswert, das eine einmalige, auch noch so kurze Unterbrechung der Alarmschleife von der Schaltung "gehalten" wird. Dadurch kann die Alarmursache einfach zurückverfolgt werden.

Wird die Schleife unterbrochen, sperrt T2. dadurch wird die Basis von T1 angesteuert, T1 leitet und es fliesst Strom durch die LED. Dadurch geht die Uce von T1 bei "satter" Ansteuerung auf die Sättigungsspannung zurück. Wird die Alarmschleife jetzt wieder geschlossen, kann T2 nicht mehr angesteuert werden, da die Alarmschleife jetzt mit dem Kollektor von T1 fast auf Masse liegt. Durch die Schaltung mit T2 ist die Schaltung also nicht mehr durch schliessen der Alarmschleife in den Normalzustand zu bringen - das geht nur durch Schliessen des Tasters. Dadurch wird die Basis von T1 auf Masse gelegt, T1 sperrt, Am Kollektor baut sich eine Spannung auf, die dann T2 durchschaltet. Läßt man den Taster jetzt los, hält T2 wieder T1 gesperrt. Du hast hier ein bistabiles Schaltelement gebaut, dafür ist der Einsatz von zwei Transistoren recht praktisch .
Grüsse
Hartwig

» Ja, die LED kann nur funktionieren, wenn sie auch mit dem Minuspol
» angeschlossen ist. Dies ist nur möglich, wenn die Basis von T1 positiven
» Strom bekommt, da nur dann der Kollektor-Emitterstrom durchgelassen wird.
» Ist es soweit in Ordnung?

Soweit richtig.

» Aber da stellt sich mir ein Problem. Die Basis von T1 ist doch über den
» Widerstand R2 dauerhaft angeschlossen...das würde doch bedeuten, dass der
» Transistor dauerhaft durchschaltet, was ja nicht sein darf.
Richtig, wenn da nicht T2 wäre. Der kann den Basistrom von T1 wegnehmen.

» T2 kann erst durch schalten, wenn T1 durchschaltet, also immer (?),
Falsch.
T2 kann nur Basistrom bekommen, wenn T1 gesperrt ist. Dann fließt der Strom über die LED und die Alarmschleife in die Basis von T2 wodurch der Basisstrom von T1 weiterhin nach Masse abgeleitet wird, also ein stabiler Zustand. Beide Transistoren schalten wechselseitig!
» es sei denn die Alarmschleife ist unterbrochen. Aber welchen Nutzen ziehe ich
» daraus? Also was bringt mir dieser T2?
Was passiert nun wenn die Alarmschleife unterbrochen wird am Kollektor von T1 ?

» » Also was bringt mir dieser T2?
»
» Hallo,
» es ist in vielen Fällen Wünschenswert, das eine einmalige, auch noch so
» kurze Unterbrechung der Alarmschleife von der Schaltung "gehalten" wird.
» Dadurch kann die Alarmursache einfach zurückverfolgt werden.
»
» Wird die Schleife unterbrochen, sperrt T2. dadurch wird die Basis von T1
» angesteuert, T1 leitet und es fliesst Strom durch die LED. Dadurch geht die
» Uce von T1 bei "satter" Ansteuerung auf die Sättigungsspannung zurück. Wird
» die Alarmschleife jetzt wieder geschlossen, kann T2 nicht mehr angesteuert
» werden, da die Alarmschleife jetzt mit dem Kollektor von T1 fast auf Masse
» liegt. Durch die Schaltung mit T2 ist die Schaltung also nicht mehr durch
» schliessen der Alarmschleife in den Normalzustand zu bringen - das geht nur
» durch Schliessen des Tasters. Dadurch wird die Basis von T1 auf Masse
» gelegt, T1 sperrt, Am Kollektor baut sich eine Spannung auf, die dann T2
» durchschaltet. Läßt man den Taster jetzt los, hält T2 wieder T1 gesperrt.
» Du hast hier ein bistabiles Schaltelement gebaut, dafür ist der Einsatz von
» zwei Transistoren recht praktisch .
» Grüsse
» Hartwig

Vielen Dank für die Erklärung! Die klingt soweit logisch. Eines ist mir aber noch unklar.
Also, wenn die Alarmschaltung "scharf" ist, dann ist T2 offen. Aber wieso? Woher bekommt T2 den nötigen Basisstrom? Die LED und der T1 lassen doch kein Strom durch, oder?
Die zweite Unklarheit ist, warum T1 nicht auch Strom bekommt. Schließlich müsste sich doch der Strom vor T2 aufteilen und einerseits durch T2 fließen, andererseits an die Basis von T1 fließen, weil es doch eine Art Parallelschaltung ist.

» T2 kann nur Basistrom bekommen, wenn T1 gesperrt ist. Dann fließt der Strom
» über die LED und die Alarmschleife in die Basis von T2 wodurch der
» Basisstrom von T1 weiterhin nach Masse abgeleitet wird, also ein stabiler
» Zustand. Beide Transistoren schalten wechselseitig!

Wenn die Alarmschleife nun geschlossen ist, teilt sich dann nicht der Strom vor T2 auf und fließt zur einen Hälfte zur Basis von T1 zur anderen durch T2? Dadurch würde doch T1 auf Druchlass schalten..

» » T2 kann nur Basistrom bekommen, wenn T1 gesperrt ist. Dann fließt der
» Strom
» » über die LED und die Alarmschleife in die Basis von T2 wodurch der
» » Basisstrom von T1 weiterhin nach Masse abgeleitet wird, also ein
» stabiler
» » Zustand. Beide Transistoren schalten wechselseitig!
»
» Wenn die Alarmschleife nun geschlossen ist, teilt sich dann nicht der Strom
» vor T2 auf und fließt zur einen Hälfte zur Basis von T1 zur anderen durch
» T2? Dadurch würde doch T1 auf Druchlass schalten..

Wenn die Alarmschleife geschlossen ist schaltet T2 durch und es fließt ein Strom über R2 durch den T2 zur Masse.

Wie groß wird die Spannung am Kollektor von T2 sein?
Wird die Spannung ausreichen um T1 durchzuschalten?

Hallo,
» Also, wenn die Alarmschaltung "scharf" ist, dann ist T2 offen. Aber wieso?
» Woher bekommt T2 den nötigen Basisstrom? Die LED und der T1 lassen doch
» kein Strom durch, oder?
Oder!!!
T1 ist gesperrt, daher fliesst kein Strom durch die LED, so dass sie leuchten könnte. Aber grundsätzlich kann Strom durch die LED fließen. Und das geschieht auch: ein geringer Strom fließt durch die LED, die Alarmschleife und den Vorwiderstand in die Basis von T2. Damit wird T2 angesteuert. Der Strom ist so gering, dass die LED nicht leuchtet.
» Die zweite Unklarheit ist, warum T1 nicht auch Strom bekommt. Schließlich
» müsste sich doch der Strom vor T2 aufteilen und einerseits durch T2
» fließen, andererseits an die Basis von T1 fließen, weil es doch eine Art
» Parallelschaltung ist.
Da ist zwar was parallel geschaltet, aber damit ist es noch keine Parallelschaltung einfacher Widerstände. Ist T2 durchgeschaltet, stellt er im Vergleich zu dem 22k - Widerstand R2, mit dem er einen Spannungsteiler bildet, einen sehr niedrigen Widerstand - fast einen Kurzschluss dar. Dadurch bekommt T1 keine Basisspannung bzw. Er bekommt keinen Basisstrom und sperrt somit. Man kann sagen, dass T2 dem T1 den Basisstrom "klaut".
Hartwig

» Hallo,
» » Also, wenn die Alarmschaltung "scharf" ist, dann ist T2 offen. Aber
» wieso?
» » Woher bekommt T2 den nötigen Basisstrom? Die LED und der T1 lassen doch
» » kein Strom durch, oder?
» Oder!!!
» T1 ist gesperrt, daher fliesst kein Strom durch die LED, so dass sie
» leuchten könnte. Aber grundsätzlich kann Strom durch die LED fließen. Und
» das geschieht auch: ein geringer Strom fließt durch die LED, die
» Alarmschleife und den Vorwiderstand in die Basis von T2. Damit wird T2
» angesteuert. Der Strom ist so gering, dass die LED nicht leuchtet.
» » Die zweite Unklarheit ist, warum T1 nicht auch Strom bekommt.
» Schließlich
» » müsste sich doch der Strom vor T2 aufteilen und einerseits durch T2
» » fließen, andererseits an die Basis von T1 fließen, weil es doch eine Art
» » Parallelschaltung ist.
» Da ist zwar was parallel geschaltet, aber damit ist es noch keine
» Parallelschaltung einfacher Widerstände. Ist T2 durchgeschaltet, stellt er
» im Vergleich zu dem 22k - Widerstand R2, mit dem er einen Spannungsteiler
» bildet, einen sehr niedrigen Widerstand - fast einen Kurzschluss dar.
» Dadurch bekommt T1 keine Basisspannung bzw. Er bekommt keinen Basisstrom
» und sperrt somit. Man kann sagen, dass T2 dem T1 den Basisstrom "klaut".
» Hartwig


Ahh, jetzt wird mir einiges klar. Vielen lieben Dank für die gute Erklärung!! Können Sie nochmal meine Rechnungen bezüglich dieses Schaltkreises überprüfen?
Also,

Die Leuchtdiode besitzt im ausgeschalteten Zustand keinen nennenswerten Widerstand.

Nach den Kirchoffschen Gestzen kann ich über den Stromkreis von der Spannungsquelle über R1 über die Alarmschleife bis zur Basis von T2 folgendes sagen:

0= U1 + U2 - 9
oder
0= I_ges*R1 + I_ges*R3 -9

Am Ende habe ich für den Gesamtstrom I_ges 8,9*10^-3 mA heraus. Korrekt?
Für die Teilspannungen dann: U1=4,18*10^-3 V U2=8,9 V.

Wenn T2 nun durchschaltet, dann für den Stromkreis über R2 über den Kollektor u. Emitter von T2 das Ohmsche Gesetz:

I_ges=U/R2
I_ges ist also: 0,4mA

Soweit alles richtig?

Danke für ihr Mühe!!!

Hallo,
grundsätzlich stimmt der Ansatz, nur sind die Vernachlässigungen der Dioden in diesem Fall nicht zulässig. An eine LED fällt in Durchlassrichtung die Durchlassspannung ab, bei einer roten LED z. B. etwa 1,6V, weitgehend unabhängig vom Strom. Hier einen "nicht nennenswerten" Widerstand anzunehmen, würde also zu einem Fehler führen. Das gilt auch für die Basis-Emitter-Diode eines Transistors - für Si-Transistoren sollte man hier einen Spannungsabfall von etwa 0,7V ansetzen. Das ergibt im betrachtetem Stromkreis einen Spannungsabfall von etwa 2,3V, was keinesfalls zu vernachlässigen ist.
Viele Grüsse
Hartwig